山東省“技能興魯”職業(yè)技能大賽

——第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

山東省選拔賽

數(shù)字孿生應(yīng)用技術(shù)員S

（智能制造控制技術(shù)方向）項目

技術(shù)工作文件

第五屆全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽

山東省選拔賽組委會辦公室

2023年10月

目錄

一、技術(shù)描述.......................................................................................-1-

（一）項目概要...........................................................................-1-

（二）基本知識與能力要求.......................................................-1-

二、試題與評判標(biāo)準(zhǔn)...........................................................................-4-

（一）試題（樣題）...................................................................-4-

（二）比賽時間及試題具體內(nèi)容...............................................-4-

（三）評判標(biāo)準(zhǔn)...........................................................................-7-

三、競賽細(xì)則.......................................................................................-8-

（一）理論考試...........................................................................-8-

（二）實操考核...........................................................................-8-

四、競賽場地、設(shè)施設(shè)備等安排.......................................................-9-

（一）賽場規(guī)格要求...................................................................-9-

（二）場地布局圖.....................................................................-10-

（三）基礎(chǔ)設(shè)施清單.................................................................-10-

（四）競賽平臺.........................................................................-12-

五、安全、健康要求.........................................................................-14-

（一）比賽環(huán)境.........................................................................-14-

（二）安全教育.........................................................................-15-

I

一、技術(shù)描述

（一）項目概要

數(shù)字孿生應(yīng)用技術(shù)員（智能制造控制技術(shù)方向）賽項結(jié)合智

能制造對數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)的發(fā)展需求，以智能制造

控制、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生以及數(shù)字驅(qū)動等數(shù)字技術(shù)為支撐，

以加工制造和生產(chǎn)服務(wù)嵌入式融合應(yīng)用為場景，重點考核選手智

能制造控制系統(tǒng)設(shè)計與裝調(diào)、產(chǎn)品工藝控制數(shù)字化仿真、智能生

產(chǎn)數(shù)字化控制虛實聯(lián)調(diào)、智能制造控制技術(shù)綜合應(yīng)用及智能制造

控制系統(tǒng)可靠性分析等技術(shù)能力，推動智能制造領(lǐng)域高素質(zhì)復(fù)合

型技能人才的培養(yǎng)和技術(shù)提升。

（二）基本知識與能力要求

相關(guān)要求權(quán)重比例(%)

1工作組織和管理

—安全工作執(zhí)行的原則及方法

—所有設(shè)備和材料的用途、使用、保養(yǎng)等相關(guān)

知識

—工作組織、控制和管理的原則和方法

基本知識—溝通與合作原則的技巧

—個人和他人單獨或集體的角色、責(zé)任和職業(yè)

的范圍

—需要規(guī)劃活動的參數(shù)內(nèi)容

5

—制定并遵守健康、安全和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則和

法規(guī)

—嚴(yán)格遵守電氣安全程序

—能熟練使用計算機(jī)

—能熟練使用辦公應(yīng)用軟件

工作能力—能識讀機(jī)械制圖

—能運用氣動和液壓傳動

—能進(jìn)行尺寸計量等測量

—能識讀電氣制圖

—能運用電工技術(shù)

—能運用電氣傳動與控制

-1-

—能使用傳感器

—能使用可編程邏輯控制器

—能使用人機(jī)交互界面

—能運用機(jī)器人

—能安全生產(chǎn)及環(huán)保

2產(chǎn)品工藝控制數(shù)字化仿真

—數(shù)字化工廠基本概念

—搭建虛擬工廠環(huán)境的基本要求

基本知識—構(gòu)建運行數(shù)字孿生體的操作步驟

—數(shù)字孿生虛擬調(diào)試的方法

15

—完成數(shù)字孿生虛擬工廠孿生體搭建

—完成各模塊屬性參數(shù)設(shè)置并測試運行

—完成數(shù)字孿生與PLC及HMI仿真軟件網(wǎng)絡(luò)通

工作能力訊

—完成機(jī)器人離線仿真軟件與數(shù)字孿生聯(lián)網(wǎng)

運行測試

3智能制造控制系統(tǒng)裝調(diào)

—電動系統(tǒng)和電機(jī)工作原理的基礎(chǔ)知識

—實際PLC與數(shù)字工廠產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)基礎(chǔ)知識

—驗證數(shù)字工廠實物產(chǎn)線運行穩(wěn)定性的方法

—PLC和人機(jī)界面操作方法

基本知識—工業(yè)控制器的結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ)知識

—PLC和HMI配置原理，程序代碼之間的動作

流程順序

—工業(yè)機(jī)器人的編程調(diào)試，加載參數(shù)，基礎(chǔ)校

準(zhǔn)的方法25

—完成搭建實際產(chǎn)線硬件模型的任務(wù)

—根據(jù)提供的圖紙和技術(shù)文件組裝設(shè)備

—根據(jù)控制原理圖進(jìn)行電氣和氣動分配安裝，

調(diào)整和調(diào)試機(jī)械，電子和傳感器系統(tǒng)

—完成現(xiàn)場傳感器數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控

工作能力—完成機(jī)器人的程序代碼與外部控制系統(tǒng)之

間的通訊連接

—創(chuàng)建和處理機(jī)器人程序模塊

—完成基于PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，與PLC建立

連接，外部自動化模式的配置和應(yīng)用

4個性化定制生產(chǎn)

20

—網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用

基本知識—生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES工作原理

-2-

—個性化定制生產(chǎn)工藝規(guī)劃

—生產(chǎn)過程管控

—數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用

—生產(chǎn)過程運行維護(hù)及保養(yǎng)

—完成MES系統(tǒng)與產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)通訊

—完成產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控

—監(jiān)控生產(chǎn)過程信息

—統(tǒng)計生產(chǎn)加工產(chǎn)量及生產(chǎn)效率信息

工作能力—個性化定制生產(chǎn)產(chǎn)品

—實時監(jiān)控生產(chǎn)能耗信息

—檢測產(chǎn)線運行的穩(wěn)定性

—顯示預(yù)防性運行維護(hù)保養(yǎng)信息

—調(diào)試并穩(wěn)定運行產(chǎn)線，完成個性化定制生產(chǎn)

智能生產(chǎn)數(shù)字化控制虛實聯(lián)調(diào)

5

—設(shè)備運行實時數(shù)據(jù)驅(qū)動模型

—孿生體運動屬性參數(shù)的設(shè)置原理及方法

—制定工業(yè)設(shè)備程序開發(fā)步驟

—虛實結(jié)合、虛實聯(lián)動工作原理

基本知識—虛實數(shù)據(jù)采集及互通方法

—數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控

—網(wǎng)絡(luò)通訊和試運行

—滿足網(wǎng)絡(luò)物理要求的硬件和外圍設(shè)備20

—將控制器連接到機(jī)器人輔助系統(tǒng)

—根據(jù)任務(wù)要求采集傳感器實時數(shù)據(jù)

—編寫、分析、審查和重寫程序

—進(jìn)行應(yīng)用程序的試運行，以確保程序的正確

工作能力性

—編寫或協(xié)助編寫指令或說明書以指導(dǎo)最終

用戶

—檢查網(wǎng)絡(luò)、工作站、系統(tǒng)中央處理單元或外

圍設(shè)備是否響應(yīng)程序的指令

智能制造生產(chǎn)優(yōu)化

6

—產(chǎn)線控制流程工藝及優(yōu)化空間

—縮短生產(chǎn)中的反應(yīng)和響應(yīng)時間

—減少生產(chǎn)中的時間和成本15

基本知識—收集、分享和使用信息以進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化

—成本效益分析的原則和方法

—工業(yè)設(shè)備程序開發(fā)過程

—提高運行效率和產(chǎn)品質(zhì)量的方法

-3-

—完成節(jié)能減排，消除浪費，降低成本

—完成個性化定制生產(chǎn)，防止生產(chǎn)過剩

—制定合理安排庫存及存儲方式方法

—制定消減不必要的工藝

工作能力—完成降低次品率，杜絕不合格品

—制定合理調(diào)整傳輸和移動速度

—制定優(yōu)化等待的時間

—分析并推薦使用優(yōu)化的方法

合計100

二、試題與評判標(biāo)準(zhǔn)

（一）試題（樣題）

本賽項主要參考中華人民共和國人力資源和社會保障部制定

的《物聯(lián)網(wǎng)安裝調(diào)試員國家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)》(2020年版）、《智能

制造工程技術(shù)人員國家職業(yè)技術(shù)技能標(biāo)準(zhǔn)》（2021年版）及數(shù)字

孿生應(yīng)用技術(shù)員職業(yè)關(guān)于高級工及技師部分應(yīng)知應(yīng)會的知識與技

能，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)、院校教學(xué)實際和智能制造數(shù)字技術(shù)應(yīng)用狀況，

借鑒世界技能大賽命題和考核評價方法確定考核內(nèi)容，組織統(tǒng)一

命題，最終競賽賽題與實際公布的樣題進(jìn)行不超過30%的修改。

（二）比賽時間及試題具體內(nèi)容

本賽項共設(shè)置兩個環(huán)節(jié)：理論考試、實操考核。

理論考試：競賽時間為60分鐘。

實操考核：競賽時間為180分鐘。

本賽項由理論知識競賽和實際操作競賽兩部分組成。理論知

識競賽和實際操作競賽的總成績?yōu)?00分，其中理論知識競賽占

總成績的20%，實際操作競賽占總成績的80%。

1.理論考試

（1）理論知識競賽內(nèi)容

-4-

①傳感器原理及應(yīng)用：包括溫度、視覺、振動、電流等傳感

器原理，以及傳感器裝調(diào)，傳感器數(shù)據(jù)采集技術(shù)、傳感器數(shù)據(jù)應(yīng)

用技術(shù)等相關(guān)知識。

②智能制造技術(shù)：包括智能制造技術(shù)體系、生產(chǎn)組織形式、

數(shù)控加工裝備，數(shù)字化設(shè)計與制造等基礎(chǔ)知識。

③產(chǎn)品工藝數(shù)字化設(shè)計及仿真：零件數(shù)字化加工工藝設(shè)計相

關(guān)基礎(chǔ)知識，產(chǎn)品工藝數(shù)字化仿真建模、全流程仿真和優(yōu)化的相

關(guān)基礎(chǔ)知識。

④工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)云技術(shù)：包括工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的分類、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)

通信技術(shù)原理，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝、調(diào)試與配置，工業(yè)云平臺

的原理與分類、工業(yè)云平臺的配置與使用及維護(hù)等相關(guān)知識。

⑤數(shù)字孿生與虛擬調(diào)試技術(shù)：包括“數(shù)字孿生”的基本知識，

主流數(shù)字孿生軟件的應(yīng)用，設(shè)備控制系統(tǒng)與“數(shù)字孿生”模型通

信的原理與應(yīng)用知識等。

⑥網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與低代碼開發(fā)技術(shù)：包括網(wǎng)絡(luò)安全的基本知

識，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)捕捉與分析技術(shù)，低代碼開發(fā)的基本知識，主流低

代碼平臺的應(yīng)用技術(shù)等。

⑦工業(yè)數(shù)字驅(qū)動技術(shù)：包括工業(yè)可視化技術(shù)、工業(yè)APP應(yīng)用

相關(guān)基本知識。

⑧安全文明生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)知識、職業(yè)道德基本知識。

（2）理論知識競賽試題類別

①理論競賽含單選和判斷兩種題型。

②每支參賽隊的兩名選手均需參加理論知識競賽，成績分別

計算；其加權(quán)平均成績?yōu)樵搮①愱牭睦碚撝R競賽成績。

③各參賽隊的理論知識競賽成績按賽項、組別單獨排序。

-5-

2.實操考核

任務(wù)1：產(chǎn)品工藝控制數(shù)字化仿真

根據(jù)競賽任務(wù)書和給定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝控制技術(shù)要求，基于

給定的生產(chǎn)技術(shù)平臺，對產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析和設(shè)計，并利

用數(shù)字建模和仿真軟件，通過建模、仿真場景搭建和參數(shù)配置，

實現(xiàn)給定產(chǎn)品生產(chǎn)工藝控制的數(shù)字化加工生產(chǎn)仿真和優(yōu)化。

任務(wù)2：智能制造控制系統(tǒng)裝調(diào)

根據(jù)競賽任務(wù)書和給定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝控制技術(shù)要求，結(jié)合

智能制造數(shù)字驅(qū)動控制技術(shù)理念，對傳感器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、PLC、機(jī)

器人等智能設(shè)備安裝與調(diào)試；完成各生產(chǎn)數(shù)字驅(qū)動單元聯(lián)通調(diào)試。

任務(wù)3：個性化定制生產(chǎn)

根據(jù)任務(wù)書給定的任務(wù)要求，運用生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES及

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，采集數(shù)據(jù)信息，優(yōu)化生產(chǎn)流程和節(jié)拍，完成個性

化定制生產(chǎn)任務(wù)。

任務(wù)4：智能生產(chǎn)數(shù)字化控制虛實聯(lián)調(diào)

根據(jù)任務(wù)書給定的任務(wù)要求，構(gòu)建智能生產(chǎn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，

實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備、傳感系統(tǒng)和邊緣裝置等現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、處理與

可視化，打通智能生產(chǎn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流。根據(jù)產(chǎn)品工藝要求，基

于任務(wù)1的數(shù)字化仿真模型，通過程序編寫和調(diào)試，對智能生產(chǎn)

數(shù)字化控制系統(tǒng)進(jìn)行虛實聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)虛擬調(diào)試下的產(chǎn)品虛擬生產(chǎn)。

任務(wù)5：智能制造生產(chǎn)優(yōu)化

根據(jù)任務(wù)書給定的任務(wù)要求，基于智能制造控制技術(shù)平臺工

業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用場景，通過綜合操作、編程和調(diào)試，對平

臺設(shè)備進(jìn)行數(shù)字驅(qū)動賦能和綜合應(yīng)用，實現(xiàn)基于生產(chǎn)數(shù)字驅(qū)動技

術(shù)平臺的完整工藝生產(chǎn)流程，全流程體現(xiàn)現(xiàn)場核心設(shè)備的協(xié)同管

-6-

理與監(jiān)控以及全生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生同步。優(yōu)化生產(chǎn)流程與節(jié)拍，

提高運行效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

任務(wù)6：職業(yè)素養(yǎng)與安全規(guī)范

對參賽選手全過程的職業(yè)素養(yǎng)及其具備的生產(chǎn)安全、環(huán)境保

護(hù)知識和操作的規(guī)范性、系統(tǒng)性等進(jìn)行綜合評價。

（三）評判標(biāo)準(zhǔn)

1.評分方法

本次競賽評分采用測量打分方式，按任務(wù)設(shè)置若干個評分組，

每組由2名及以上裁判構(gòu)成。每個組所有裁判一起商議，對選手

在該項中的實際得分達(dá)成一致后最終只給出一個分值。如果選手

在比賽過程中存在作弊或其他違規(guī)行為，裁判員將根據(jù)選手的違

規(guī)情況進(jìn)行處理，情節(jié)嚴(yán)重者取消成績。

2.評分規(guī)則

總成績高者名次在前；總成績相同者，任務(wù)五、任務(wù)四、任

務(wù)三、任務(wù)二、任務(wù)一的次序，任務(wù)模塊成績高者名次在前。按

以上兩項規(guī)則無法排出先后時，累計比賽用時短者名次在前。

3.評測依據(jù)

在賽項設(shè)計過程中，將通過評分方案和測試項目來決定標(biāo)準(zhǔn)

和評測方法的選擇。評測依據(jù)，包含但不限于：

1.作業(yè)過程的完整度和規(guī)范度

2.設(shè)備動作、設(shè)備狀態(tài)等參數(shù)調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)度

3.螺栓緊固是否符合標(biāo)準(zhǔn)扭矩要求

4.部件組裝的工藝、完整度和正確情況

5.設(shè)備或部件缺陷的排查情況

6.故障處理的結(jié)果

-7-

7.個人防護(hù)情況

三、競賽細(xì)則

（一）理論考試

理論考試環(huán)節(jié)內(nèi)容安排見表1。

表1理論考試環(huán)節(jié)內(nèi)容安排表

競賽階段競賽內(nèi)容競賽時長分值權(quán)重評分方法

理論

單選題6060%

考試60分鐘結(jié)果評判

環(huán)節(jié)判斷題4040%

總計100占總成績20%

（二）實操考核

各參賽隊在指定的賽場、抽取的賽位，使用賽場提供的計算

機(jī)、設(shè)備、工具、量具、刀具、軟件、技術(shù)資料等，在規(guī)定時間

內(nèi)完成競賽內(nèi)容。

實操考核環(huán)節(jié)內(nèi)容安排見表2。

表2實操考核環(huán)節(jié)內(nèi)容安排表

競賽競賽時

競賽內(nèi)容分值權(quán)重評分方法

階段長

任務(wù)1：產(chǎn)品工藝控制數(shù)字化仿真1515%結(jié)果評分

任務(wù)2：智能制造控制系統(tǒng)裝調(diào)2525%結(jié)果評分

實操任務(wù)3：個性化定制生產(chǎn)2020%結(jié)果評分

考核180分鐘

環(huán)節(jié)任務(wù)4：智能生產(chǎn)數(shù)字化控制虛實

2020%結(jié)果評分

聯(lián)調(diào)

任務(wù)5：智能制造生產(chǎn)優(yōu)化1515%結(jié)果評分

任務(wù)6：職業(yè)素養(yǎng)與安全意識55%結(jié)果評分

總計100占總成績80%

-8-

四、競賽場地、設(shè)施設(shè)備等安排

（一）賽場規(guī)格要求

1.區(qū)域劃分

賽場總占地約30m*16m，共12個競賽工位，賽場內(nèi)選手工位

獨立，確保選手正常開展比賽，不受外界影響；工位集中布置，

保證競賽氛圍。設(shè)置安全通道和警戒線，確保進(jìn)入賽場的競賽參

觀、采訪、視察的人員限定在安全區(qū)域內(nèi)活動，以保證大賽安全

有序進(jìn)行。根據(jù)賽項流程設(shè)置選裁判長室、裁判會議室、錄分室、

儲藏室、技術(shù)支持室等區(qū)域（如有需要，可再設(shè)其他空間）。

2.競賽工位

競賽工位：每個工位占地15～20㎡，標(biāo)明工位號，并配備大

賽平臺1套、電腦桌椅2套、電腦2臺。

賽場每工位提供獨立控制并帶有漏電保護(hù)裝置的220V單相三

線交流電源和壓力0.6～0.8MPa的氣源，計算機(jī)電源單獨供電，

供電和供氣系統(tǒng)有必要的安全保護(hù)措施，場地參考布局如下圖所

示。

圖1單工位布局圖

-9-

（二）場地布局圖

場布局如圖2所示。

圖2賽位整體布置圖

（三）基礎(chǔ)設(shè)施清單

1.競賽用耗材

根據(jù)競賽需要，賽場提供如下耗材，見表3。

表3賽場提供的耗材清單

序號名稱規(guī)格數(shù)量備注

1內(nèi)六角圓柱頭螺釘M3X810個

2內(nèi)六角圓柱頭螺釘M4X1010個

3內(nèi)六角圓柱頭螺釘M5X1016個

4內(nèi)六角圓柱頭螺釘M5X1610個

5氣管直徑6mm3m

6氣管直徑4mm10m

7扎帶白色4*150100根

8扎帶黑色4*150100根

-10-

2.競賽工具

選手自帶實操工具，以下是推薦工具清單（建議但不限于）

序號名稱規(guī)格

1內(nèi)六角扳手7件套

2一字螺絲刀5×75mm

3一字螺絲刀3×75mm

4鐘表螺絲刀

5萬用表數(shù)字

3.選手防護(hù)裝備

參賽選手必須按照規(guī)定穿戴防護(hù)裝備，且只允許選手現(xiàn)場使

用表中所示防護(hù)用具，違規(guī)者不得參賽。

選手必備的防護(hù)裝備如下表所示（選手自帶）

防護(hù)項目圖示說明

1.防濺入

2.在安裝或運行環(huán)境中，有飛濺

護(hù)目鏡

物等可能會對眼睛產(chǎn)生傷害的情

況下佩戴

絕緣鞋絕緣、防滑、防砸、防穿刺

工作服不能出現(xiàn)單位及身份信息

安全帽不能出現(xiàn)單位及身份信息

選手禁止攜帶易燃易爆、U盤、智能電子設(shè)備等與大賽無關(guān)的物

品，違規(guī)者取消比賽資格。

4.禁止攜帶物品

-11-

選手禁止攜帶的設(shè)備和材料，見表5所示，違規(guī)者不得參賽。

表5禁止自帶使用的設(shè)備和材料

序號設(shè)備和材料名稱

1電動工具、氣動工具、特制工具

2存儲設(shè)備，如U盤、移動硬盤、錄音筆等；電子設(shè)備，如平板、手機(jī)、多

媒體播放器、錄音器，照相機(jī)，攝影機(jī)等

3帶有身份標(biāo)示的物品

4防銹清洗劑、酒精、汽油、有毒有害物、易燃易爆物

（四）競賽平臺

競賽平臺（采用山東棟梁科技設(shè)備有限公司提供的DLIR-275

工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)），由數(shù)字孿生系統(tǒng)、生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、

供料灌裝站、機(jī)器人裝配站、孿生工作站、多功能顯示器、循環(huán)

傳輸機(jī)構(gòu)、供料模塊、電動機(jī)械手、灌裝模塊、裝配平臺、成品

倉、六軸工業(yè)機(jī)器人、快換夾具、2D視覺系統(tǒng)、PLC、HMI、RFID

等組成。完成各任務(wù)模塊產(chǎn)品的供料、傳輸、灌裝、稱重、分揀、

加蓋、入庫等任務(wù)。

各工作站組成效果圖如下圖3所示：

圖3設(shè)備總體效果圖

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圖4供料灌裝站效果圖

供料灌裝站如圖4所示，主要由操作平臺、操作電箱、立式

掛箱模塊、多功能顯示器模塊、托盤供料模塊、瓶體供料模塊、

雙層傳輸模塊1、電動機(jī)械手模塊、RFID讀寫模塊、灌裝供料模

塊、集成式閥島模塊、升降平臺、托盤、電控及通訊系統(tǒng)、氣動

單元等組成。主要完成瓶體供料、搬運、灌裝、稱重、RFID讀寫

等功能。

圖5機(jī)器人裝配站效果圖

機(jī)器人裝配站如圖5所示